Способ подземного сжигания угля

 

Изобретение относится к горнодобывающей пром-сти и м.б. использовано при подземной газификации угля. Цель изобретения - повышение эффективности процесса за счет обеспечения более полного сжигания запасов. Подготовленный к подземной газификации участок оконтуривают подготовительными выработками 3 и 4 и разрезной печью 5. В пределах этих выработок бурят газоподающую 1 и газовыдачную 2 скважины. Весь участок по оси разрезается параллельным подготовительным выработкам рядом скважин 7. Осущест-Г\ ПГ^^^^ 'I I ' "1•л..I '1.W'^_:-| I^^'СПсо VIел>&

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 21 В 43/295

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ .

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О

; 4 ювюь

Ql (21) 4818783/03 (22) 25.04.90 (46) 07.02.92, Бюл. ЬВ 5 (71) Московский горный институт (72) А.С.Бродт. А.С.Бурчаков, Л.А.Пучков и

И.И.Шаровар (53) 662.747,6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1346795, кл. Е 21 В 43/295, 1985;

Авторское свидетельство СССР

М 1509533, кл. Е 21 В 43/295, 1987. (54) СПОСОБ ПОДЗЕМНОГО СЖИГАНИЯ

УГЛЯ

„„SU „„1710715 А1

2 (57) Изобретение относится к горнодобывающей пром-сти и м.б. использовано при подземной газификации угля. Цель изобретения — повышение эффективности процесса за счет обеспечения более полного сжигания запасов, Подготовленный к подземной газификации участок оконтуривают подготовительными выработками 3 и 4 и разрезной печью 5. В пределах этих выработок бурят газоподающую 1 и газовыдачную 2 скважины, Весь участок по оси разрезается параллельным подготовительным выработкам рядом скважин 7. Осущест1710715

40 вляют направленное гидрорасчленение пласта до установления между этими скважинами аэродинамической связи. Разжигают пласт. Во вторую от огневого забоя скважину 7 подают неподдерживающий горение газ с отводом его на поверхность через две близлежащие скважины 7 и его рециркуляцию в этом контуре. По мере продвигания огневого забоя осуществляют пеИзобретение относится к геотехнологическим методам разработки месторождений полезных ископаемых и может быть использовано в угольной и других отраслях горнодобывающей промышленности.

Известен способ разработки угольных пластов, включающий вскрытие, подготовку, очистную выемку и подземное сжигание оставшихся в недрах запасов угля. Для этого после обрушения пород кровли в образовавшийся купол бурят скважину с последующим отводом по ней продуктов подземной газификации.

Однако, приведенный метод отличается низкой термодинамической эффективностью ввиду больших энергетических потерь, связанных с необходимостью протягивания отходящих от очага горения газов сквозь толщу обрушенных пород, обладающую значительным аэродинамическим сопротивлением.

Наиболее близким к предлагаемому является способ подземного сжигания угля, включающий бурение гаэоподающей и газовыдающей скважин, оконтуривание сжигаемого участка пласта сообщающимися с ними двумя подготовительными выработками и разрезной печью, и его изоляцию с последующим подводом по газоподающей скважине окислительного агента, розжигом пласта в разрезной печи и отводом продухтов горения по гзэовыдающей скважине, Несмотря на беспрепятственную выдачу продуктов горения иэ огневого забоя на поверхность, этот способ не обеспечивает полного сжигания заключенного в месторождении угля ввиду самопроизвольного раскрытия в процессе горения в массиве сквозных протоков и трещин, их прогорания и образования в этих каналах очагов горения с более выгодной аэродинамической связью между свежей и исходящей газовой струей. В результате продвижение фронта подземного сжигания становится неуправляемым и, как следствие, отдельные сегмен5

35 реход организованного между скважинами инертно-газового цикла на одну скважину.

В качестве инертного газа м.б. использованы дымовые газы от подземного сжигания или азот. Дымовые газы направляются от скважины 2 через газоводы 10, 11 и 12 и газодувку 8 в пласт. Излишнее количество дымовых газов отводится через дымосос 9 к потребителю, 2 з,п. ф-лы, 1 ил. ты угольного массива остаются позади огневаго забоя в несожженном состоянии, увеличлвая тем самым потери полезного ископаемого в недрах и внижая эффективность такой технологии разработки месторождения, Целью изобретения является повыше- ние эффективности процесса за счет обеспечения полного сжигания подготовленных к отработке запасов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно известному способу подземного сжигания угля, включающему бурение газоподающей и гаэовыдающей скважин, оконтуривание сжигаемого участка пласта сообщающимися с ним двумя подготовительными выработками и разрезной печью, и его изоляцию с последующим подводом по газоподающей скважине окислительного агента, розжигом пласта в разрезной печи и отводом продуктов горения по газовыдающей скважине, перед оконтуриванием участка, вдоль его оси, параллельно проводимым подготовительным выработкам бурят ряд скважин, осуществляют направленное гидрорасчленение пласта до установления между ними аэродинамической связи, а после его розжига во вторую от огневого забоя скважину подают не поддерживающий горения инертный газ с его отводом затем на поверхность через две к ней ближайшие и era рециркуляцией в этом контуре, с последующим переходом по мере подвигания огневого забоя организуемого между скважинами инертногаэового цикла на одну скважину.

В качестве инертного газа, не поддерживающего горения, используют дымовые газы от подземного сжигания угля или, например, азот, причем в этом случае направленное гидрорасчленение пласта осуществляют жидким азотом.

Разделение сжигаемого участка по его оси на две полосы, изолированныа друг от друга инертногазовой завесой, препятству1710715 раций: проведение вскрывающих и подготовительных выработок; бурение ря- 10

20 пласта; отвод дымовых газов на поверх- 25 ность; подача во вторую,от огневого забоя .

Способ осуществляют следующим образом.

После вскрытия месторождения и про- 45

) ведения подготовительных работ отведенный для сжигания участок пласта . раэбуривают с поверхности по его оси на . две симметричные полосы скважинами 7.

Затем осуществляют направленное гид- 50 рорасчленение пласта. Для этого через скважины 7 в пласт нагнетают воду с последующей ее откачкой и установлением таким образом между ними аэродинамической связи. После этого сжигаемый уча--55 сток оконтуривают подготовительными выработками 3 и 4, сбиваемых между собой разрезной печью 5. Подготовку участка к сжиганию завершают в выработках 3 . и 4 герметичных огнестойких перемычек 6, с ет установлению между свежей и исходящей газовыми струями в сжигаемом массиве новых, заранее не предусматриваемых, аэрологических сбоек, исключая таким образом возникновение в нем иных, кроме огневого забоя, очагов горения.

Способ реализуется путем последовательного осуществления следующих oneда скважин вдоль оси подготавливаемого к сжиганию участка месторождения; наи ра влен ное гидро расчленение пласта до установления между пробуренными скважинами аэродинамической связи; оконтуривание сжигаемого участка двумя подготовительными выработками и разрезной печью; изоляция подготовленного к сжиганию участка от остальных частей шахтного поля возведением у основания подготовительных выработок герметичных огнестойких перемычек; подвод в разрезную печь с поверхности свежей струи окислительного агента; розжиг угольного скважину не поддерживающего горения инертного. газа с его отводом затем через две к ней ближайшие и его рециркуляцией в этом контуре, перевод дутья инертного газа и, соответственно, перенос возвращаемых в цикл erq струй на одну скважину по мере подвигания огневого забоя.

На чертеже изображена схема осуществления предлагаемого способа.

На схеме показаны газоподающая 1 и газовыдающая 2 скважины, подготовительные выработки 3 и 4, разрезная печь 5, перемычки 6, инертногазовые скважины 7, газодувка 8, дымосос 9, газоходы 10 — 12, газовые задвижки 13, полностью его изолирующих от остальных выработок шахтной сети, Для розжига пласта предварительно оставленные в разрезной печи 5 куски раска5" ленного кокса раздувают струей воздуха; засасываемого по газоподающей скважине

1 из атмосферы и омывающего, после выхода из выработки 4., грудь огневого забоя, следуя далее по выработке 3 и газовыдающей скважине 2 на поверхность, где установлен дымосос 9. Полученные таким образом дымовые газы направляются в дымовую трубу. Однако часть этого не поддерживающего горения инертного газа отбирается из гаэовыдающей скважины 2 газодувкой 8 и по газоходу 11 нагнетается во вторую от огневого забоя инертногазовую скважину 7. Выходящие из ближайших к ней двух скважин дымовые газы вновь заворачивают на всас газодувки 8 и частично стравливают по газоходу 12 в дымовую трубу.

Аналогичный инертногазовый цикл организуют и между всеми последующими скважинами 7 переносом заборных и нагревательного патрубков вдоль газохода 12 по мере подвигания огневого забоя. В результате таким путем последовательно отрабатывается весь пласт.

В качестве не поддерживающего горения газа может быть использован, например, и азот, что особенно целесообразно при осуществлении направленного гидрорасчленения пласта посредством жидкого азота.

По сравнению с известным, техникоэкономическая эффективность предлагаемого способа заключается в обеспечении полного сжигания угля и соответственно исключении потерь полезного ископаемого в недрах.

Формула изобретения

1, Способ подземного сжигания угля, включающий проведение газоподающей и газовыдающей скважин, оконтуривание сжигаемого участка пласта сообщающимися с ними двумя подготовительными выра. ботками и разрезной печью и его изоляцию возведением в подготовительных выработках герметичных перемычек из огнестойкого материала с последующим подводом по гаэоподающей скважине окислительного агента, розжигом пласта в разрезной печи и отводом продуктов горения по газовыдающей скважине, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса за счет обеспечения полного сжигания подготовленных K отработке запасов, перед оконтуриванием участка вдоль продольной его оси, параллельно проводи1710715

Составитель Н.Руденко

Техред М,Моргентал Корректор H.Ðåâñêàÿ

Редактор М.Бланар

Заказ 318 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производстаенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

7 мым подготовительным выработкам бурят ряд скважин, осуществляют направленное гидрорасчленение пласта до установления между ними аэродинамической связи, а после его розжига во 5 вторую от огневого забоя скважину подают не поддерживающий горения инертный газ с его отводом затем на поверхность через две к ней ближайшие скважины в этом контуре с последующим 10 переходом по мере продвижения фронта горения организуемого инертногазового цикла вперед на одну скважину.

2. Способ по п.1, от л и ч а ю шийся тем, что в качестве не поддерживающего горения инертного газа используют дымовые газы от подземного сжигания угля.

3. Способ по и 1..отличающийся тем, что в качестве не поддерживающего горения инертного газа используют азот, при этом направленное гидрорасчленение пласта осуществляют жидким азотом;